Betrachtet man sich die Entwicklung der veröffentlichen medizinischen Studien, so ist erkennbar, das die Neuroelektrische Stimulation (tACS) sich in dem Prozess der Entwicklung von einem alternativen Verfahren hin zu einem anerkannten medizinischen Verfahren befindet. Allein in den USA wurden in den letzten 5 Jahre mehr als 750 medizinische Studien zur Neuroelektrischen Stimulation speziell tACS veröffentlicht (2025, National Library of Medicine).
Dies ist eine strukturierte Übersicht über die relevanten Studien und Forschungsbereiche zur transkraniellen Wechselstromstimulation (tACS). Da das Feld sehr dynamisch ist, sind die Studien nicht nur chronologisch, sondern thematisch nach Anwendungsbereichen und Mechanismen gruppiert.
1. Grundlagen: Mechanismen & "Entrainment"
Diese Studien beschäftigen sich mit der fundamentalen Frage: Wie wirkt tACS? Die Haupt hypothese ist das Entrainment (Mitnahme-Effekt), bei dem neuronale Oszillationen sich der Frequenz und Phase des externen Stroms anpassen.
• Zaehle et al. (2010) – Alpha-Entrainment:
o Befund: Eine der Pionierstudien. Zeigte, dass tACS im Alpha-Bereich (8-12 Hz) die endogene Alpha-Power im EEG nach der Stimulation (After-Effect) erhöhen kann.
o Bedeutung: Nachweis, dass tACS kausal mit Hirnrhythmen interagieren kann.
• Helfrich et al. (2014) – Interhemisphärische Synchronisation:
o Befund: Durch die Modulation der Phase zwischen zwei Elektroden (in-phase vs. anti-phase) über dem visuellen Kortex konnte die Wahrnehmungsleistung signifikant verändert werden.
o Bedeutung: Zeigte, dass nicht nur die Frequenz, sondern die funktionelle Konnektivität (Synchronisation zwischen Hirnarealen) moduliert werden kann.
• Vossen et al. (2015):
o Befund: Untersuchte, ob der Effekt eher "Entrainment" (während der Stimulation) oder "Plastizität" (nach der Stimulation) ist. Die Ergebnisse deuteten auf Spike-Timing-Dependent Plasticity (STDP) hin.
2. Kognition & Arbeitsgedächtnis
Hier wird untersucht, ob tACS kognitive Leistungen verbessern (Neuro-Enhancement) kann, indem spezifische kognitionsrelevante Frequenzen verstärkt werden.
• Polanía et al. (2012) – Theta-Synchronisation:
o Befund: tACS im Theta-Bereich (6 Hz) mit einer Phasenverschiebung von 0°(synchron) zwischen Frontal- und Parietallappen verbesserte die Reaktionszeit im Arbeitsgedächtnis. Anti-phase Stimulation 180° verschlechterte sie.
o Bedeutung: Kausaler Beweis für die Rolle der fronto-parietalen Kopplung für das Arbeitsgedächtnis.
• Santarnecchi et al. (2013) – Fluide Intelligenz:
o Befund: Gamma-tACS (40Hz) über dem Frontallappen führte zu einer Verbesserung bei abstrakten logischen Aufgaben (Raven-Matrizen), die oft als Maß für fluide Intelligenz gelten.
• Reinhart & Nguyen (2019) – Arbeitsgedächtnis im Alter:
o Befund: Durch die Synchronisation von Theta- und Gamma-Rhythmen im präfrontalen und temporalen Kortex konnten die Arbeitsgedächtnisleistungen älterer Probanden auf das Niveau von jungen Erwachsenen gehoben werden.
3. Klinische Anwendungen
tACS wird zunehmend als therapeutische Option erforscht, insbesondere dort, wo dysfunktionale Oszillationen bekannt sind.
• Brittain et al. (2013) – Tremor-Suppression:
o Befund: Bei Patienten mit essentieller Tremor wurde tACS phasenabhängig angewendet. Durch die Stimulation im Gegenrhythmus zum Tremor konnte dieser signifikant reduziert werden ("Phase Cancellation").
o Bedeutung: Potenzial für "Closed-Loop"-Systeme in der Neurologie.
• Alexander et al. (2019) – Major Depression:
o Befund: Eine Pilotstudie, die 10 Hz tACS nutzte, um die frontale Alpha-Asymmetrie (ein Biomarker für Depression) zu modulieren. Zeigte vielversprechende klinische Verbesserungen.
• Benoy et al. (2022) – Alzheimer:
o Befund: Gamma-tACS 40 Hz wird untersucht, um kognitive Funktionen bei Alzheimer zu stabilisieren, basierend auf Tiermodellen, die zeigten, dass Gamma-Stimulation die Amyloid-Plaque-Last reduzieren kann (Iaccarino et al., 2016, Nature).
4. Wichtige Meta-Analysen & Reviews
Um die Evidenzstärke richtig einzuschätzen, sind Zusammenfassungen unerlässlich.
• Schutter & Wischnewski (2016):
o Thema: Review zur Wirksamkeit von tACS auf motorische und kognitive Funktionen.
o Fazit: Effekte sind vorhanden, aber oft klein und stark abhängig von den Parametern (Frequenz, Intensität, Phase).
• Elyamany et al. (2021):
o Thema: Meta-Analyse zu tACS und Arbeitsgedächtnis.
o Fazit: Theta-tACS zeigt die konsistentesten positiven Effekte auf das Arbeitsgedächtnis, während Gamma-tACS variablere Ergebnisse liefert.
• Grover et al. (2023):
o Thema: Eine neuere Studie, die zeigt, dass tACS über 4 Tage hinweg lang anhaltende Verbesserungen im Arbeitsgedächtnis (Theta) oder Langzeitgedächtnis (Gamma) bei älteren Menschen bewirken kann.